Сушка бумажной изоляции силового трансформатора под нагрузкой

Page 1
background image

Page 2
background image

88

Д

ля  целлюлозной  изоля -

ции трансформатора наи-

большую опасность пред-

ставляет  влага.  Она  ока-

 

зывает  негативное  влия-

ние  на  диэлектрические  характе-

ристики,  химическую  стойкость 

к  разложению  и  механическую 

прочность  бумажной  изоляции. 

Влага  значительно  ускоряет  тем-

пературное старение целлюлозы. 

Поэтому сушка изоляции является 

важным  и  наиболее  ответствен-

ным  процессом  восстановления 

эксплуатационных  характеристик 

изоляционной  системы  силовых 

трансформаторов, 

позволяю-

щим существенно увеличить срок 

службы бумажной изоляции и со-

хранить проектный ресурс транс-

форматора.

Традиционные  методы  сушки 

(циркуляция  горячего  масла,  тер-

модиффузия,  разбрызгивание  го-

рячего  масла)  требуют  наличия 

сложного  оборудования,  квали-

фицированного персонала, значи-

тельных затрат. Следует отметить, 

дело не только в цене, более ин-

тенсивные методы сушки твердой 

изоляции связаны с воздействием 

повышенных  температур,  а  при 

вакуумировании  —  макромехани-

ческими воздействиями на целлю-

лозу при удалении влаги. В резуль-

тате  этого  процесса  наблюдается 

ускоренное  старение  бумажной 

изоляции и, как следствие, сниже-

ние ее степени полимеризации (на 

50–250 ед.) [1]. Необходимо также 

учитывать возможность окисления 

нагретого  масла  и  загрязнения 

изоляции продуктами старения. 

Нередко  же  режим  работы 

электричес кой  сети  не  позволяет 

выводить  из  работы  оборудова-

ние на длительный срок для про-

ведения  обслуживания.  В  усло-

Сушка бумажной изоляции силового 
трансформатора под нагрузкой

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

трансформаторное

 

масло

 

и

 

целлюлозная

 

изоляция

 c

иловых

 

трансформаторов

 

и

 

автотрансформаторов

 

подвергаются

 

воздействию

 

таких

 

факторов

ускоряющих

 

их

 

старение

как

 

влага

кислород

различные

 

примеси

температура

Остановить

 

процесс

 

старения

 

невозможно

но

 

его

 

можно

 

замедлить

существенно

 

снизив

 

воздействие

 

данных

 

негативных

 

факторов

.

Редькин

 

С

.

М

.,

заместитель гене-

рального директора 

по стратегическому 

и инновационному

развитию

АО «НПО «Стример»

Талакин

 

С

.

А

.,

начальник ЦСД 

ПАО «МОЭСК»

Лапшин

 

Е

.

А

.,

начальник ОВЭС

ВАО Московские вы-

соковольтные сети —

филиал ПАО «МОЭСК»

Огнев

 

Е

.

А

.,

начальник СОСЭАиД

Московские высоко-

вольтные сети —

филиал ПАО «МОЭСК»

Рис

. 1. 

Устройство

 

модуля

 TRANSEC CL3AM

  1 –  выпускной клапан, 

возврат масла в транс-

форматор

  2 –  деаэратор

  3 –  пробоотборный клапан 

на выходе

  4 –  датчик влагосодер-

жания и температуры 

масла на выходе

  5 –  фильтр микрочастиц

  6 –  промежуточный возду-

хоперепускной клапан

  7 –  быстроразъемные 

муфты

  8 –  цилиндры с молеку-

лярным ситом (цеолит)

  9 –  электровыключатель

 10 –  стравливающий воз-

душный клапан

 11 –  индикатор потока

 12 –  насос

 13 –  пробоотборный клапан 

на входе

 14 –  впускной клапан, вход 

масла в модуль

14

13

12

11

10

9

8

7

5

6

1

2

3

4

ОБОРУДОВАНИЕ


Page 3
background image

89

виях  дефицита  времени  можно 

эффективно удалять влагу только 

из  масла,  и  тогда  уже  периоди-

ческая  подсушка  масла  не  будет 

давать результата, после включе-

ния трансформатора в работу бу-

мажная изоляция будет выделять 

накопленную влагу в масло и че-

рез  некоторое  время  показатели 

влажности масла вновь станут не-

удовлетворительными. 

В условиях дефицита времени 

особенно  востребованными  ста-

новятся  технологии,  которые  по-

зволяют  производить  техническое 

обслуживание  силового  оборудо-

вания под нагрузкой.

Именно такую технологию ПАО 

«МОЭСК» применило прошедшим 

летом на ПС 220 кВ «Чертаново» 

для  сушки  изоляции  трансфор-

матора  типа  ТРДЦН-63000/110 

(1984  года  выпуска)  c  помощью 

модуля  TRANSEC  производства 

АО «НПО «Стример» (рисунок 1).

Модули TRANSEC укомплекто-

ваны  блоком  контроля  и  монито-

ринга. На входе и выходе из сис-

темы  установлены  два  датчика 

Vaisala MMT 162, которые в режи-

ме  реального  времени  измеряют 

влагосодержание (в ppm) и темпе-

ратуру (в °С) масла. Информация 

отображается на жидкокристалли-

ческом дисплее (рисунок 2) блока 

контроля и мониторинга. 

Основанием  для  выполнения 

работ по сушке изоляции силового 

трансформатора явилось отклоне-

ние  показателей  качества  транс-

форматорного масла от требуемых 

регламентирующими документами 

значений  [2].  Влагосодержание 

бумажной  изоляции  трансформа-

тора, определенное методом рав-

новесных  кривых  (рисунок  3),  не 

превышало допустимого значения 

в 4% (для трансформаторов, отра-

ботавших  установленные  норма-

тивно-технической  документацией 

сроки [2]). 

2,82%

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

0

10

20

30

40

50

60

Влагосодержание твердой

изоляции, %

Влагосодержание масла, ppm (г/т)

Температура масла, °C

 

30

40

50

55

60

58

53

Рис

. 2. 

Блок

 

мониторинга

 

осушителя

 TRANSEC

Справочно

.

  Согласно  по-

следним  рекомендациям  МЭК 

и СИГРЭ, для надежной и без-

опасной работы силовых транс-

форматоров требуется поддер-

жание  влагосодержания  цел-

люлозной  изоляции  на  уровне, 

не превышающем 2%.

Рис

. 3. 

Равновесное

 

распределение

 

влаги

 

в

 

изоляции

 

трансформатора

 

до

 

сушки

 2 (59) 2020


Page 4
background image

90

Табл. 1. Показатели качества масла в период сушки

Показатель качества масла

Значение показателя

29.04.2019 27.08.2019

Цвет масла (по шкале Оствальда)

3

2

Пробивное напряжение по ГОСТ 6581-75 кВ

34,9

71,0

Кислотное число по ГОСТ 5985-79, мг KОH/г масла

0,03

0,01

Температура вспышки в закрытом тигле по ГОСТ 

6356-75, °С

143

145

Массовое влагосодержание по ГОСТ

24614-81, % (г/т)

30,2

15,2

Модуль  TRANSEC  был  уста-

новлен  на  стене  камеры  охла-

дителя  и  подключен  к  транс-

форматору.  Монтажные  работы 

производились бригадой в коли-

честве трех человек и с учетом 

подготовки  заняли  менее  двух 

суток  без  использования  спе-

циальной  техники  и  грузоподъ-

емных  механизмов  (рисунок  4). 

Все  работы  производились  на 

работающем  оборудовании,  от-

ключение  трансформатора  по-

надобилось  лишь  на  несколько 

часов при запуске модуля в экс-

плуатацию  для  проверки  отсут-

ствия воздуха в системе. 

До  начала  процедуры  суш-

ки  силами  ПАО  «МОЭСК»  (ПАО 

«Россети  Московский  регион») 

были проведены испытания каче-

ства трансформаторного масла.

Для  контроля  качества  суш-

ки  трансформатора  через  че-

тыре  месяца  после  ввода  мо-

дуля  TRANSEC  в  работу  ПАО

«МОЭСК» были проведены про-

межуточные  испытания  транс-

Рис

. 4. 

Монтаж

 

осушителя

 TRANSEC 

на

 

ПС

 «

Чертаново

»

форматорного  масла.  Сравне-

ние показателей качества масла 

до сушки и по состоянию на ко-

нец  августа  приведены  в  таб-

лице 1. 

В  результате  работы  осушите-

ля  значительно  улучшились  по-

казатели  влагосодержания  и  про-

бивного  напряжения  масла,  по-

сле  сушки  они  соответствуют 

нормам [2]. 

Фактический  объем  влаги,  из-

влеченной  из  изоляции  транс-

форматора, был определен путем 

взвешивания  цилиндров  и  срав-

нения  значений  их  веса  до  и  по-

сле  сушки.  Взвешивание  прово-

дилось на подстанции 17 декабря 

2019  года,  результаты  представ-

лены в таблице 2. 

До  начала  сушки  общий  рас-

считанный  объем  влаги  в  твер-

дой изоляции и масле составлял 

около 78,716 кг. За время работы 

модуля  было  извлечено  4,74  кг 

влаги, из них ≈ 432,1 г — из мас-

ОБОРУДОВАНИЕ


Page 5
background image

91

Табл. 3. Сравнение показателей изоляции до и после сушки

Значения параметров

Измеренные

Приведенные

, %

Дата испытаний

30.05.2018

14.01.2020

T

изм.

, °C

48

42

48

ВН-НН1+ НН2+К

R60, МОм

1900,00

2910,00

2293,51

+21%

tg

, %

0,520

0,247

0,293

–44%

НН1-ВН+НН2+К

R60, МОм

2500,00

4100,00

3231,40

+29%

tg

, %

0,560

0,310

0,367

–34%

НН2-ВН+НН1+К

R60, МОм

2500

4100

3231,4

+29%

tg

, %

0,563

0,316

0,374

–34%

2,50%

2,55%

2,60%

2,65%

2,70%

2,75%

2,80%

2,85%

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

Результаты работы модуля

W

м

, г/т (ppm)

U

пр

, кВ

W

тв.из.

, %

W

м

, г/т

U

пр

, кВ

W

тв.из.

, %

Рис

. 5. 

Показатели

 

качества

 

сушки

Табл. 2. Показатели

веса цилиндров

Серий-

ный

номер

цилиндра

Вес

цилиндра

Вес

из вле-

ченной 

влаги

до 

сушки

после 

сушки

№ 6542 36,8 кг 39,0 кг

2,2 кг

№ 6543 36,8 кг 38,38 кг 1,58 кг

№ 6544 36,6 кг 37,56 кг 0,96 кг

Суммарно 4,74 кг

ла, что привело к снижению вла-

госодержания  масла  с  30,2  г/т 

до 15,3 г/т. Количество влаги, из-

влеченной из твердой изоляции, 

составило 4,307 кг, при этом вла-

госодержание снизилось с 2,82 % 

до 2,67%.  

Для  оценки  качества  прове-

денных  работ  высоковольтной 

лабораторией  были  проведе-

ны  измерения  диэлектрических 

характеристик  изоляции  после 

сушки.  Для  проведения  анали-

за  и  сравнения  изоляционных 

характеристик  до  и  после  сушки 

было  выполнено  приведение  по 

температуре  измеренных  после 

сушки  характеристик  (R60  и 

tg

к условиям испытаний до сушки. 

Результаты представлены в таб-

лице 3.

После сушки диэлектрические 

характеристики  твердой  изоля-

ции значительно улучшились (ри-

сунок  5)  —  сопротивление  изо-

ляции  увеличилось  на  20–30%, 

в  то  же  время 

tg

  снизился  на 

34–44%  (значения  показателей 

варьируются для различных схем 

измерений).

По  результатам  проведенных 

испытаний  и  расчетов  влагосо-

держания твердой изоляции мож-

но отметить следующее:

 

– масло  в  трансформаторе  уже 

после  3,5  месяцев  сушки  по 

физико-химическим  парамет-

рам  соответствует  требовани-

ям СТО 34.01-23.1-001-2017;

 

– влагосодержание твердой изо-

ляции  снизилось  на  0,16%  от-

носительно  начального  значе-

ния, что соответствует ≈5 лит-

рам извлеченной влаги;

 

– диэлектрические  характерис-

ти ки  твердой  изоляции  зна-

чительно  улучшились  —  уве-

личилось  сопротивле ние  изо-

ляции,  снизились  диэлектри-

ческие потери.

В  процессе  эксплуатации  мо-

дуля  TRANSEC  замечаний  выяв-

лено не было:

 

– сушка изоляции производилась 

непрерывно  на  работающем 

трансформаторе  без  участия 

персонала;

 

– визуальным  контролем  под-

тверждена  безопасность  при-

менения  модуля  —  отсутству-

ют утечки масла;

 

– отсутствие  фактов  срабатыва-

ния  газовой  защиты  говорит 

о надежности и герметичности 

системы. 

Опыт  применения  модуля 

TRANSEC производства АО «НПО 

«Стример» на ПС 220 кВ «Черта-

ново»  оказался  положительным. 

Полученные  результаты  сушки 

масла  и  твердой  изоляции  сило-

вого  трансформатора  с  приме-

нением  осушительного  модуля 

+7 (812) 327-08-08

order@streamer.ru

www.streamer.ru

TRANSEC  подтвердили  эффек-

тивность  метода  и  свою  востре-

бованность  в  условиях  перехода 

на  риск-ориентированную  модель 

управления активами.  

Р

ЛИТЕРАТУРА
1.  Долин А.П., Смекалов В.В. Ремонт 

силовых трансформаторов с дли-

тельным  сроком  службы  //  ЭЛЕК-

ТРО, 2004, № 1. С. 41–46.

2.  СТО  34.01-23.1-001-2017.  Объем

и  нормы  испытания  электрообо-

рудования.  Введен  в  действие 

распоряжением  ПАО  «Россети» 

№  280р  от  29.05.2017.  М.:  ПАО 

«Россети». 262 с.

 2 (59) 2020


Читать онлайн

В процессе эксплуатации трансформаторное масло и целлюлозная изоляция cиловых трансформаторов и автотрансформаторов подвергаются воздействию таких факторов, ускоряющих их старение, как влага, кислород, различные примеси, температура. Остановить процесс старения невозможно, но его можно замедлить, существенно снизив воздействие данных негативных факторов.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»